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齒輪

齒輪加工的四個階段介紹

　　一階段：齒坯初進入機械加工的階

　　由于齒輪的傳動精度主要決定于齒形精度和齒距分布均勻性，而這與切齒時采用的定位基準(孔和端面)的精度有著直接的關系，所以，這個階段的齒輪加工主要是為下一階段加工齒形準備精基準，使齒的內孔和端面的精度基本達到規定的技術要求。齒輪精度等級的選擇，應根據傳動的用途、使用條件、傳動功率、圓周速度、性能指標或其他技術要求來確定。在這個階段中除了加工出基準外，對于齒形以外的次要表面的加工，也應盡量在這一階段的后期加以完成。

　　二階段：齒形的加工

　　對于不需要淬火的齒輪，一般來說這個階段也就是齒輪加工的后階段，經過這個階段就應當加工出完全符合圖樣要求的齒輪來。因為配對的齒輪中，小輪負擔較重，因此為使大小齒輪工作壽命大致相等，小輪齒面硬度一般要比大輪的高。對于需要淬硬的齒輪，必須在這個階段中加工出能滿足齒形的后精加工所要求的齒形精度，所以這個階段的加工是保證齒輪加工精度的關鍵階段。應予以特別注意。

　三階段：熱處理階段

　　在齒輪加工的這個階段中主要對齒面的淬火處理，使齒面達到規定的硬度要求。

　　四階段：齒形的精加工階段

　　這個階段的目的，在于修正齒輪經過淬火后所引起的齒形變形，進一步提高齒形精度和降低表面粗糙度，使之達到終的精度要求。通過該系統的應用，用戶不但可以快速有序的進行塑料齒輪注射模設計，還能自動獲得型腔修正結果，極大的提高了模具設計的效率和質量，縮短了模具設計周期。在齒輪加工的這個階段中，首先應對定位基準面(孔和端面)進行修整，因淬火以后齒輪的內孔和端面均會產生變形，如果在淬火后直接采用這樣的孔和端面作為基準進行齒形精加工，是很難達到齒輪精度的要求的。以修整過的基準面定位進行齒形精加工，可以使定位準確可靠，余量分布也比較均勻，以便達到精加工的目的。

斜齒圓柱齒輪齒面的形成原理

當角βb＝0時，形成直齒圓柱齒輪的齒廓曲面。

8.9.2 斜齒圓柱齒輪的幾何參數

斜齒圓柱齒輪的端面齒廓為準確的漸開線，法面齒廓為jing確的漸開線，如圖8.27 所示。它的端面與法面參數不相同。

(1)　基圓柱面上的螺旋角與分度圓上的螺旋角

(2)　斜齒圓柱齒輪的法面模數mn與端面模數mt

(3)　斜齒圓柱齒輪的法面壓力角與端面壓力角

(4)　斜齒輪的齒頂高系數與齒根高系數

(5)　基圓柱面上的螺旋角與分度圓上的螺旋角

(6)　斜齒圓柱齒輪傳動的正確嚙合條件

一對斜齒圓柱齒輪的模數、壓力角與螺旋角之關系為

8.9.3　斜齒圓柱齒輪的當量齒輪

8.9.4 斜齒圓柱齒輪傳動的重合度

左上圖為直齒輪傳動的嚙合面，左下圖為斜齒輪傳動的嚙合面，圖中B2B2 表示一對輪齒進入嚙合的位置， B1B1表示輪齒脫離嚙合的位置.

8.9.5　斜齒圓柱齒輪傳動的特點

優點：1) 嚙合特性好、2) 重合度大、3) 不產生根切的小齒數較直齒少。

缺點：工作時產生軸向力。

8.9.6 交錯軸斜齒輪傳動

當兩個斜齒輪的法面模數相等，法面壓力角相等，螺旋角不相等時，它們組成交錯軸傳動。它們的工作齒面為點接觸。

(1) 中心距 a= (d1 d2) / 2 = mn(Z1 / cosβ1 Z2 / cosβ2) / 2

(2) 傳動比 i12=ω1/ω2=Z2 / Z1= (d2 / mt2 ) / (d1 / mt1)= d2cos β2 / mn2/(d1cos β1 / mn1) =d2 cos β2 / (d1 cos β1)

齒輪加工工藝過程分析

對于齒輪加工基準的選擇常因齒輪的結構形狀不同而有所差異。分度圓直徑d=mZ/cosβ，壓力角rb=rcosα=1/2mzcosα在兩齒輪節圓相切點P處，兩齒廓曲線的公法線（即齒廓的受力方向）與兩節圓的公切線（即P點處的瞬時運動方向）所夾的銳角稱為壓力角，也稱嚙合角。帶軸齒輪（軸輪）主要采用頂點孔定位；對于空心軸，則在中心內孔鉆出后，用兩端孔口的斜面定位；孔徑大時則采用錐堵。頂點定位的精度高，且能作到基準重合和統一。對帶孔齒輪在齒面加工時常采用以下兩種定位、夾緊方式。

所以，為減少定位誤差，提高齒輪加工精度，在加工時應滿足以下要求：

1）、應選擇基準重合、統一的定位方式；

2）、內孔定位時，配合間隙應近可能減少；

3）、定位端面與定位孔或外圓應在一次裝夾中加工出來，以保證直度要求。

2、齒輪毛坯的加工

齒面：加工前的齒輪毛坯加工，在整個齒輪加工過程中占有很重要的低位，因為齒面加工和檢測所用的基準必須在此階段加工出來，同時齒坯加工所占工時的比列較大，無論從提高生產率，還是從保證齒輪的加工質量，都必須重視齒輪毛坯的加工。

發展建議

1、調整齒輪產業結構，加速推進齒輪產業升級。提高行業集中度，形成一大批的大、中、小規模企業;通過自主知識產權產品設計開發，形成一批車輛傳動系牽頭企業，用牽頭企業的配套能力整合齒輪行業市場，提升整體市場競爭力。

2、信息化與機電一體化相結合，中國齒輪行業呈現出設計信息化、裝備智能化、流程自動化、管理現代化的發展趨勢。2、檢查齒輪加工設備各手輪、手柄位置應正確，且轉動輕快無阻滯。產業化升級必然要求新的生產方式--精益生產、敏捷制造、虛擬制造、網絡化制造等廣泛普及。中國齒輪企業正在從規模速度型轉變為效益型，轉入科學發展的新階段。

3、加大力度和產品定位宣傳力度，提升市場競爭力。加大能力與資源的投入，實現專業化、網絡化配套，形成大批有特色的工藝、有特色的產品和有快速反應能力的ming牌企業;通過技改，實現現代化齒輪制造企業轉型。

國際齒輪產品的發展趨勢主要有以下幾方面，首先，動力傳動齒輪裝置正沿著小型化、高速化、標準化方向發展，于是特殊齒輪的應用、行星齒輪裝置的發展、低振動、低噪聲齒輪裝置的研制成了齒輪設計方面的一些特點；其二，由于機械設備向大型化發展，齒輪的工作參數提高了，如高速齒輪的傳遞功率為1000-30000kw；第三，由于硬齒面齒輪廣泛應用，以及高速、要求的齒輪日益增多，因此要求磨齒加工，在效率和質量上都要提高；此外，關于齒輪材料與熱處理隨著便自面齒輪的發展，也逐漸受到人們的重視。(二)高精度齒輪加工工藝特點(1)定位基準的精度要求較高由圖9-21可見，作為定位基準的內孔其尺寸精度標注為φ85H5，基準端面的粗糙度較細，為Ra1。據中國齒輪專業協會副會長王聲堂表示，目前我國齒輪生產企業的產品在疲勞壽命與噪聲指標上與國外先進水平表現出來很大的差距，主要與材料和熱處理水平有很大關系。